半导体器件制造技术

在本专利申请中涉及一种半导体器件，包括：沟道层、设置在沟道层上的载流子产生层、以及设置在载流子产生层上的源极接触。半导体器件可包括设置在载流子产生层上的漏极接触、设置在源极接触和漏极接触之间的栅极接触、以及与漏极接触电耦合的多个导电条部分。

semiconductor device

In this patent application, a semiconductor device is involved, including a channel layer, a carrier generation layer disposed on the channel layer, and a source contact disposed on the carrier generation layer. Semiconductor devices may include drain contacts arranged on the carrier generation layer, gate contacts arranged between source contacts and drain contacts, and multiple conductive strip parts electrically coupled with drain contacts.

【技术实现步骤摘要】
半导体器件本申请是申请日为2017年11月17日、申请号为201721551096.6、专利技术创造名称为“半导体器件”的技术专利申请的分案申请。相关申请本申请要求于2016年11月17日递交的美国临时专利申请No.62/423,547的优先权和权益，其全部内容以引用的方式合并到本申请中。
本申请总体上涉及半导体器件。更具体地说，本申请描述了包括具有减小的动态阻抗的高电子迁移率晶体管(HEMT)的半导体器件。
技术介绍
包含集成电路(IC)或分立器件的半导体器件用于各种各样的电子设备。IC器件(或芯片或分立器件)可包括在半导体材料的衬底的表面中制造的小型化的电子电路。电路由许多重叠的层构成，这些重叠的层包括包含可以扩散到衬底中的掺杂剂的层(称为扩散层)或包含植入衬底中的离子的层(植入层)。其它层是导体层(多晶硅或金属层)或导电层之间的连接层(通孔或接触层)。IC器件或分立器件可以以逐层工艺制造，该逐层工艺使用包括映像、沉积、蚀刻、掺杂和清洁的许多步骤的组合。硅晶圆通常用作衬底，光刻用于标记衬底的待掺杂或沉积的不同区域并限定多晶硅层、绝缘层或金属层。一种类型的半导体器件，即高电子迁移率晶体管(HEMT)，是一种场效应晶体管，其包含具有不同带隙的两种材料之间的结(即，异质结)作为沟道，而非作为掺杂区(通常是针对MOSFET器件的情况)。HEMT可用于集成电路作为数字通断开关。HEMT晶体管可以以比普通晶体管高的频率操作并可用于包括例如移动电话的许多高频产品。
技术实现思路
在另一个总的方面，一种半导体器件可包括沟道层、设置在沟道层上的载流子产生层、以及设置在载流子产生层上的源极接触。半导体器件可包括设置在载流子产生层上的漏极接触、设置在源极接触和漏极接触之间的栅极接触、以及与漏极接触电耦合的多个导电条部分。在一些实现中，半导体器件可包括设置在栅极接触和载流子产生层之间的分隔件。在一些实现中，半导体器件可包括设置在栅极接触和载流子产生层之间的分隔件，该分隔件可具有与多个导电条部分的厚度相同的厚度。在一些实现中，半导体器件可包括设置在栅极接触和载流子产生层之间的分隔件。分隔件和多个导电条部分可由相同的材料制成且在相同的制造工艺期间制成。在一些实现中，多个导电条部分可由pGaN材料制成。在一些实现中，来自多个导电条部分的导电条部分与漏极接触分开并通过金属层直接电连接。在另一个总的方面，一种半导体器件可包括沟道层、设置在沟道层上的载流子产生层、以及设置在载流子产生层上的源极接触。半导体器件可包括设置在载流子产生层上的漏极接触、设置在源极接触和漏极接触之间的栅极接触、以及与漏极接触电耦合的导电条部分。半导体器件可包括设置在导电条部分和栅极接触之间的横向导电部分。横向导电部分可以与导电条部分不平行地对齐。在一些实现中，半导体器件可包括耦合到横向导电部分的场板。附图说明图1是示出高电子迁移率晶体管(HEMT)器件的示例实现的图。图2示出了图1中所示的HEMT器件的变型。图3A是示出图1中所示的HEMT器件的俯视图的图。图3B是示出图1和图3A中所示的HEMT器件的变型的图。图4是示出图1中所示的HEMT器件的另一变型的图。图5A、图5B、图5C示出了用于制作本文中至少与图1至图4关联地描述的HEMT器件的工艺。图6是示出制作HEMT器件的方法的流程图。图7A、图7B、图7C、图7D是示出包括耦合到漏极接触的导电条部分的HEMT器件的图。图8A、图8B、图8C是示出图7A至图7D中所示的HEMT器件的变型的图。图9A、图9B、图9C、图9D是示出图8A至图8C中所示的HEMT器件的变型的图。图10、图11、图12是示出HEMT器件的变型的俯视图的图。图13A、图13B、图13C是示出至少在图8A中所示的HEMT器件的变型的图。图14A和图14B是示出图13A至图13C中所示的HEMT器件的变型的图。图15示出了HEMT器件的二极管变型。图16A、图16B、图16C是示出图7A至图7D中所示的HEMT器件的变型的图。图16D、图16E和图16F示出了图16A至图16C中所示的、包括设置在导电条部分上的金属层部分的HEMT器件的一部分的变型。图17、图18A、图18B、图19A、图19B、图19C、图20A、图20B、图21A、图21B是示出根据本文描述的实现的HEMT器件的性能的曲线图。附图示出了半导体器件和用于制作这种器件的方法的特定方面。附图与下面的描述一起展示和说明了方法和通过这些方法产生的结构的原理。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度。还将理解的是，当层、组件或衬底被称为位于另一层、组件或衬底“上”时，该层、组件或衬底可以直接位于另一层、组件或衬底上，或者还可存在中间层。在不同的附图中相同的附图标记表示相同的元件，因此将不会重复其描述。具体实施方式为了帮助减小高电子迁移率晶体管(HEMT)器件(例如，氮化镓(GaN)HEMT器件)的源极和漏极之间的导通电阻(RDSon)，HEMT器件可配置有触发空穴注入(例如，直接背势垒空穴注入)到HEMT器件的沟道区(例如，二维电子气(2DEG))中的结构。例如，当在HEMT器件的截止状态下将相对高的电压施加到HEMT器件的漏极之后，HEMT器件接通时，沟道区中的导通电阻可能以不期望的方式增加。在沟道区附近或沟道区内捕获的电子可中和沟道区中的载流子电荷，导致导通电阻增加。由于该机制导致的导通电阻的增加可被称为电流崩塌，当HEMT器件接通(例如，处于导通状态)时，这可能是特别有问题的。在一些实现中，特别是在HEMT器件内的电场相对高的情况下，导通电阻可能以不期望的方式增加。在一些实现中，为了减小导通电阻例如以对上面描述的不期望的机制作出响应，可通过位于HEMT器件的漏极和/或源极下方、附近或者耦合到HEMT器件的漏极和/或源极的各种半导体结构触发空穴注入。换句话说，位于HEMT器件的漏极和/或源极下方、附近或者耦合到HEMT器件的漏极和/或源极的各种结构可用于减小导通电阻例如以对上面描述的不期望的机制作出响应。在一些实现中，例如可使用直接背势垒空穴注入减小导通电阻。在一些实现中，可通过使用施加到HEMT器件的漏极和/或源极的电压注入空穴。本文描述的结构和方法可导致载流子的产生并通过电导调制减小导通电阻。在一些实现中，可在HEMT器件中实现条形导电结构，以用于电导调制。在一些实现中，场板可用于传播电场并减小导通电阻。贯穿该详细描述，增强型器件(例如，E-HEMT器件、常导通器件)或耗尽型器件(例如，D-HEMT器件、常截止器件)在各个实施例中示出。在一些实现中，耗尽型器件可修改成增强型器件。在一些实现中，增强型器件可修改成耗尽型器件。图1是示出高电子迁移率晶体管(HEMT)器件100的示例实现的图。HEMT器件100包括竖直地设置在载流子产生层103和缓冲层105之间的沟道层104。HEMT器件100还包括横向地设置在源极接触S和漏极接触D之间的栅极接触G。源极接触S和漏极接触D与载流子产生层103接触。栅极接触G耦合到设置在载流子产生层103上的介电层102。介电层102设置在漏极接触D和源极接触S之间。沿着沟道区的二维电子气(2DEG)(由水平虚线示出；还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，其特征在于，包括：沟道层；设置在所述沟道层上的载流子产生层；设置在所述载流子产生层上的源极接触；设置在所述载流子产生层上的漏极接触；设置在所述源极接触和所述漏极接触之间的栅极接触；以及与所述漏极接触电耦合的多个导电条部分。

【技术特征摘要】
2016.11.17 US 62/423,547;2017.11.08 US 15/807,2371.一种半导体器件，其特征在于，包括：沟道层；设置在所述沟道层上的载流子产生层；设置在所述载流子产生层上的源极接触；设置在所述载流子产生层上的漏极接触；设置在所述源极接触和所述漏极接触之间的栅极接触；以及与所述漏极接触电耦合的多个导电条部分。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述半导体器件进一步包括：分隔件，设置在所述栅极接触和所述载流子产生层之间。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述半导体器件进一步包括：分隔件，设置在所述栅极接触和所述载流子产生层之间，并具有与所述多个导电条部分的厚度相同的厚度。4.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述半导体器件进一步...

【专利技术属性】
技术研发人员：全祐哲，阿里·萨利赫，沃恩埃德蒙兹·卢埃林，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：美国,US